中职 Multisim 10 电路仿真技术应用项目八电子课件（）.ppt

中职 Multisim 10 电路仿真技术应用项目八电子课件（高教版）Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真项目八项目八 声音录放电路仿真声音录放电路仿真 任务一任务一 声音录放电路仿真声音录放电路仿真 知识点一知识点一 LabVIEW LabVIEW虚拟仪器虚拟仪器知识点二知识点二 创建虚拟仪器创建虚拟仪器知识点三知识点三 Multisim Multisim使用虚拟仪器使用虚拟仪器 知识点四知识点四 Multisim Multisim与与LabVIEWLabVIEW的数据通信的数据通信 Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真项目学习目标项目学习目标学学 习习 目目 标标学学习习方式方式学学时时技能技能目目标标 掌握虚拟仪器的使用；掌握虚拟仪器的创建方法 学生上机操作，教师指导、答疑4课时知知识识目目标标 了解虚拟仪器的概念；掌握虚拟仪器的创建；掌握Multisim使用虚拟仪器；掌握Multisim与LabVIEW的数据通信；教师讲授2课时Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真 Multisim 提供的提供的LabVIEW虚拟仪器实例有四种，虚拟仪器实例有四种，分别是麦克风（分别是麦克风（Microphone）、扬声器）、扬声器（Speaker）、信号发生器（）、信号发生器（Signal Generator）和）和信号分析仪（信号分析仪（Signal Analyzer）。在）。在Multisim仪器仪器栏中，单击栏中，单击LabVIEW虚拟仪器的下拉箭头，可以看虚拟仪器的下拉箭头，可以看到这四个虚拟仪器，如图到这四个虚拟仪器，如图8-1所示。所示。任务一任务一 声音录放电路仿真声音录放电路仿真 图8-1 Multisim自带的四种虚拟仪器Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真(1)在电路窗口中放置麦克风仪器图标，如图8-2所示 图图8-2 克风仪器图标克风仪器图标(2)双击麦克风仪器图标，弹出麦克风属性对话框，如图8-3所示。Device：音频设备，一般选择默认设备；Recording Duration：设置录音时间；Sample Rate：设置采样频率；Repeat Recorded Sound：选择此复选框，麦克风重复输出录音数据图图8-3 麦克风属性对话框麦克风属性对话框麦克风仪器的使用方法麦克风仪器的使用方法1麦克风（麦克风（Microphone）Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真(3)单击麦克风属性对话框中的录音按钮（Record Sound），图8-4所示，麦克风按设置属性对计算机声卡输入的信号进行录音 图图8-4 录音按钮录音按钮(4)创建如图8-5所示的音频滤波电路。启动仿真，此时麦克风仪器会把刚才录制的音频信号作为一个电压信号输出，经过滤波器后，在扬声器上输出。图图8-5 音频滤波电路音频滤波电路麦克风仪器的使用方法麦克风仪器的使用方法Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真2.2.扬声器（扬声器（SpeakerSpeaker）图8-6 扬声器图标 扬声器仪器可以提供电压形式的输出信号，经计算机音频设备（声卡）可以把该音频信号播放出来。扬声器仪器的使用方法和麦克风类似。扬声器的图标如图8-6所示，其属性设置对话框如图8-7所示。图8-7 扬声器属性对话框 Device：音频设备，一般选择默认设备；Playback Duration：设置回放时间；Sample Rate：设置采样频率，如果将麦克风仪器和扬声器仪器连接，扬声器使用麦克风录制的数据。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真3.3.信号发生器（信号发生器（Signal GeneratorSignal Generator）图8-8 信号发生器图标 信号发生器能够产生并输出正弦波、三角波、方波或者锯齿波。其图标如图8-8所示，属性设置对话框如图8-9所示。图8-9 信号发生器属性对话框 Signal Information区设置输出信号参数，包括信号类型、频率、方波占空比、幅度、相位、偏移等；Sampling Info 区设置采样信息，包括采样频率和采样点数；选择Repeat Data复选框，可以重复数据输出；右侧是波形输出窗口。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真图8-10 反相加法电路图8-11 反相加法电路输出波形 创建如图8-10所示的反相加法电路，信号发生器产生的数据输出为电压信号输出，作为电路的信号源，其中XLV1选择了Repeat Data复选框，XLV2没有选择Repeat Data复选框，用示波器观察输出信号，如图8-11所示。由于XLV2没有选择Repeat Data复选框，输出经过一段时间后，没有电压输出了，所以输出波形的幅度变小了。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真4.4.信号分析仪（信号分析仪（Signal AnalyzerSignal Analyzer）图8-12 信号分析仪图标 信号分析仪能够实时地显示输入信号并对其进行自动功率谱分析和均值计算，信号分析仪的图标如图8-12所示，其属性设置对话框如图8-13所示。图8-13 信号分析仪属性对话框 Analysis Type设置信号分析的类型；Sampling Rate设置采样频度，必须设置为输入信号频率的两倍以上；下方是波形输出窗口。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真5 5声音录放电路仿真声音录放电路仿真图8-14 滤波器向导对话框 利用电路向导创建音频滤波电路，执行菜单命令【工具】Circuit WizardsFilter Wizard，弹出如图8-14所示的滤波器向导对话框，并按图中所示参数进行设置。单击【验证】按钮，软件进行计算，然后单击【编译电路】按钮，计算的结果在电路窗口显示。在输入端放置麦克风，在输出端放置扬声器，如图8-15所示。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真图8-15 声音录放电路 打开麦克风属性对话框，设置采样频率和录音时间；打开麦克风属性对话框，设置采样频率和播放时间。单击录音按钮（Record Sound）进行录音，然后，启动仿真开关进行电路仿真。仿真停止后，单击扬声器对话框中的播放声音按钮（Play Sound），进行录制声音的播放。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真1前面板前面板 知识点一知识点一 LabVIEW LabVIEW虚拟仪器虚拟仪器 图8-16 前面板和控件选板 前面板相当于传统电子仪器的面板，即虚拟仪器的人机界面，借助于计算机的显示屏实现。LabVIEW 提供众多输入控件和显示控件用于创建仪器的面板，输入控件是指旋钮、按钮和转盘等输入装置。显示控件是指图形、指示灯等输出显示装置。前面板和控件选板如图8-16所示。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真2程序框图程序框图 图8-17 程序框图和函数选板 程序框图是图形化源代码的集合，图形化源代码又称G代码或程序框图代码。前面板上的对象在程序框图中显示为接线端，程序框图中的图形化源代码等同于传统电子仪器的内部电子电路。程序框图和函数选板如图8-17所示。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真3图标连线板图标连线板 图标是VI的图形化表示，每个VI都显示为一个图标，位于前面板和程序框图窗口的右上角。创建VI的前面板和程序框图后，要创建图标和连线板，以便将VI作为子VI，以便调用。如需使用子VI，还需要创建连线板，连线板用于显示VI中所有输入控件和显示控件接线端，类似于文本编程语言中调用函数时使用的参数列表。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真1Multisim的两种的两种LabVIEW仪器仪器 知识点二知识点二 创建虚拟仪器创建虚拟仪器 在LabVIEW编程环境下，可以创建两种虚拟仪器。（1）建立一个利用LabVIEW控制数据采集设备的数据采集器，Multisim利用采集的数据作为仿真电路的信号源，对电路进行仿真分析，这种仪器称为输出型仪器。（2）实时显示仿真结果数据及其处理数据，如对仿真某点电位波形显示时，对电路输出信号进行求均值、功率谱分析等，这种仪器称为输入型仪器。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真2Multisim环境下的环境下的LabVIEW虚拟仪器虚拟仪器 Multisim提供的LabVIEW虚拟仪器实例有四种：麦克风、扬声器、信号发生器和信号分析仪。除此之外，还可以在LabVIEW中创建虚拟仪器。在LabVIEW中设计Multisim软件所需仪器的基本组件是VI模板（文件后缀名为.vit），这个VI模板作为虚拟仪器的虚拟模板，负责与Multisim进行数据通信。Multisim虚拟仪器模板具有仪器的输入、输出功能。开始制作仪器前，应具备工程模板和编程模板：工程模板是为了最终生成虚拟仪器做一些必要的设置；编程模板包括前面板和程序框图，用来协调Multisim的数据通信和处理数据。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真(1)复制Multisim 10安装目录下samplesLabVIEW InstrumentsTemplatesInput子目录到一个新目录（D:temp），重新命名D:tempInput为D:tempIn Range，重新命名该子目录下文件D:tempIn RangeStarterInputInstrumentV2.lvproj为In Range.lvproj，如图8-18所示 图图8-18 文件复制与命名文件复制与命名(2)双击LabVIEW工程文件D:tempIn RangeIn Range.lvproj，打开LabVIEW项目浏览器，如图8-19所示；或者启动LabVIEW，单击【文件】【打开】菜单，然后在弹出的对话框中选择工程文件 图图8-19 打开项目文件打开项目文件输出电压范围监测器的创建步骤输出电压范围监测器的创建步骤 3创建电压范围监测器创建电压范围监测器Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真(3)在LabVIEW项目浏览器，单击【文件】【打开】菜单，选择文件D:tempIn Range StarterInputInstrumentV2，选择In Range V2.vit模板文件，打开此项目模板文件，如图8-20所示 图图8-20 打开打开LabVIEW工程管理窗口工程管理窗口(4)在上一步中选择In Range V2_multisimInformation.vi，打开LabVIEW前面板编辑窗口，如图8-21所示 图图8-21 LabVIEW前面板编辑窗口前面板编辑窗口 输出电压范围监测器的创建步骤输出电压范围监测器的创建步骤 Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真(5)在LabVIEW前面板编辑窗口中，按Ctrl+E组合键，或单击【窗口】【显示程序框图】菜单，打开VI的程序框图模板，按以下内容改变属性：instrument ID=InRangedisplay name=电压范围监视仪number of input pins=1input pin names=In 图8-22 程序框程序框图模板模板(6)在前面板窗口中右击，从数值控件组中添加“水平指针滑动条”，并命名为“上限”，用同样的方法放置“下限”水平指针滑动条；从布尔控件组中，选择“方形指示灯”，并命名为“超限报警”，如图8-23所示 图8-23 添加滑添加滑动条和指示灯条和指示灯 输出电压范围监测器的创建步骤输出电压范围监测器的创建步骤 Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真(7)单击【窗口】【显示程序框图】菜单，切换到程序框图窗口，如图8-24所示，在底层循环中，加入语言图形代码。图图8-24 增加语言图形代码增加语言图形代码(8)在项目浏览器，在【我的电脑】【程序生成规范】【程序生成规范】【Source Distribution】菜单上右击，如图8-25所示，选择【属性】，弹出发布程序属性设置对话框 图图8-25 发布程序属性菜单发布程序属性菜单 输出电压范围监测器的创建步骤输出电压范围监测器的创建步骤 Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真(9)在发布程序属性设置对话框中，改变目标路径为D:tempIn RangeBuildIn_Range.llb，如图8-26所示。单击【生成】按钮，弹出生成状态对话框 图图8-26 发布程序属性设置对话框发布程序属性设置对话框(10)在生成状态对话框中，单击【完成】按钮，结束整个创建过程，保存工程文件，并退出LabVIEW 图图8-27 生成状态对话框生成状态对话框 输出电压范围监测器的创建步骤输出电压范围监测器的创建步骤 Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真1安装安装LabVIEW虚拟仪器虚拟仪器 为了能够在Multisim中正确安装自己创建的LabVIEW虚拟仪器，需要将创建仪器的工程文件目录下的文件D:tempIn RangeBuildIn_Range.llb复制到Multisim安装目录下的LabVIEW虚拟仪器目录中。知识点三知识点三 Multisim Multisim使用虚拟仪器使用虚拟仪器 图8-28 增加的In Range虚拟仪器 （1）复制）复制D:tempIn RangeBuildIn_Range.llb到到Multisim安装目录下的安装目录下的“lvinstruments”子目录中。子目录中。（2）重重新新启启动动Multisim，此此时时在在【仿仿真真】【仪仪器器】【LabVIEW】菜菜单单中中就就增增加加了了自自己己的的In Range虚虚拟拟仪仪器器，如如图图8-28所示，就可以和其它仪器一样使用了。所示，就可以和其它仪器一样使用了。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真2使用使用LabVIEW虚拟仪器虚拟仪器 创建一个简单电路，测试创建的LabVIEW虚拟仪器是否符合要求。（1）在）在Multisim电路窗口中放置函数发生器，设置电压幅度电路窗口中放置函数发生器，设置电压幅度10Vpp，频率，频率50Hz的三角波。的三角波。（2）放置自己创建的）放置自己创建的“电压超限报警器电压超限报警器”，并按图，并按图8-29所示连接。所示连接。（3）启动仿真，打开电压超限报警器，如图）启动仿真，打开电压超限报警器，如图8-30所示，观察波形所示，观察波形并验证工作情况。并验证工作情况。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真图8-29 虚拟仪器测试电路 图8-30 电压超限报警器的工作情况 Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真1LabVIEW虚拟仪器产生的数据传送到虚拟仪器产生的数据传送到Multisim仿真电路仿真电路 Multisim LVM信号源包括电压信号源（LVM_VOLTAGE）和电流信号源（LVM_CURRENT）两类，其符号如图8-31所示。两种信号源的使用方法类似，下面以电压信号源为例，介绍其获得LabVIEW虚拟仪器数据的方法。知识点四知识点四 Multisim Multisim与与LabVIEWLabVIEW的数据通信的数据通信 图8-31 Multisim LVM信号源的符号 （1）按图）按图8-32所示电路，将电压信号源和示波器连接。所示电路，将电压信号源和示波器连接。图8-32 电压信号源电路 Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真 （2）双双击击电电压压信信号号源源图图标标，弹弹出出LVM电电压压信信号号源源属属性性对对话话框框，如如图图8-33所所示示。在在参参数数标标签签的的【文文件件名名】中中，选选择择【浏浏览览】加加载载LabVIEW虚虚拟拟仪器数据文件的；选择【重复】，可以使数据文重复加载。仪器数据文件的；选择【重复】，可以使数据文重复加载。（3）启动仿真，打开示波器观察加载的数据文件的波形，并可以进）启动仿真，打开示波器观察加载的数据文件的波形，并可以进行仿真分析。行仿真分析。图8-33 LVM电压信号源属性对话框Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真1Multisim仿真电路结果输出到仿真电路结果输出到LabVIEW虚拟仪器虚拟仪器 在Multisim中，可以将仿真结果保存为其它数据格式文件，lvm格式的文件则可以被LabVIEW虚拟仪器所调用。Multisim仿真电路结果保存为LabVIEW虚拟仪器文件的方法有两种：示波器数据和图形窗口数据。（1）示波器数据）示波器数据 在示波器窗口中，单击【保存】按钮，在弹出的保存波形数据对话框中选择保存路径、文件名和文件类型，文件类型选择lvm格式，在LabVIEW中就可以调用此文件。Multisim 10 电路仿真电路仿真声音录放电路仿真声音录放电路仿真 （2）图形窗口数据）图形窗口数据图8-34 查看记录仪 在Multisim中，对电路进行仿真或选择电路分析方法后，在标准工具栏中单击【记录仪】，则会弹出如图8-34所示的查看记录仪窗口。在查看记录仪窗口中，单击【文件】【另存为】菜单，弹出另存为对话框，将文件保存为lvm格式，在LabVIEW中就可以调用此文件。